3.9.2.2. Шпиндельные ограничители скорости

На быстроходных лифтах устанавливаются шпиндельные ограничители скорости (рис. 3.44), которые также приводятся в действие специальным канатом, связанным с кабиной. Канат 1 огибает шкив 2, от которого через коническую передачу 3 вращение передается вертикальному валу 4. На валу установлены рычаги 5 с грузами 6.

Рис. 3.44. Принципиальная схема шпиндельного ограничителя скорости

При нормальной скорости движения кабины пружина 7 уравновешивает центробежную силу грузов, однако при увеличении скорости выше номинальной грузы расходятся и поднимают скользящую муфту 8, которая, в свою очередь, тянет вверх рычаги 9 и 10, включающие зажимное устройство каната ограничителя скорости 11. Заторможенный канат ограничителя скорости создает усилие, необходимое для срабатывания ловителей.

Величина скорости, при которой срабатывает ограничитель скорости, зависит от установочного усилия пружины 7. Аналитическую зависимость между усилием пружины и частотой вращения грузов 6 можно установить из условия равновесия одного из рычагов.

На рис. 3.45 представлена расчетная схема шпиндельного ограничителя скорости. Из условия равновесия правого рычага можно записать

, (3.47)

где G_гр - масса грузика ограничителя скорости (порядка 1...5 кг); Р_ц - центробежная сила грузика, Н; - усилие, с которым пружина воздействует на рычаг; а, b, h - плечи соответствующих сил относительно точки А.

а

б

Рис. 3.45. Расчетная схема шпиндельного ограничителя скорости

Из рассмотрения полученных треугольников можно установить, что

.

Обычно , поэтому

.

Подставляя данные значения в формулу (3.47), получим

.

Зная усилие , можно найти необходимое усилие самой пружины (рис. 3.45, б):

. (3.48)

Для большей точности можно учесть массу скользящей муфты 8 (см. рис. 3.44) и сопротивления в системе рычагов. Тогда формула (3.48) примет вид

,

где G_M - масса скользящей муфты; =0,94…0,96 – КПД ограничителя скорости.

Центробежная сила определяется по известной формуле

, (3.49)

где m - масса грузиков, кг; R - радиус вращения грузиков, м; _{a гр} - аварийная окружная частота вращения грузиков, рад/с.

Аварийная окружная скорость вращения грузиков связана с аварийной скоростью кабины (окружной скоростью шкива ограничителя скорости) следующей зависимостью:

, (3.50)

где i - передаточное отношение конической пары;

R_mk - радиус шкива ограничителя скорости, м;

_a.к - аварийная скорость кабины, м/с.

Задаваясь величиной аварийной скорости кабины, при достижении которой должен срабатывать ограничитель скорости, и пользуясь формулами (3.48), (3.49), (3.50), вычисляют расчетное усилие пружины.

3.9.2.3. Конструкция и расчет ограничителя скорости с инерционным роликом

Конструкция ограничителя скорости с инерционным роликом давно применяется в зарубежной практике. Такими ограничителями оборудуются лифты фирмы КОНЕ (Финляндия), ОТИС (США) и других производителей лифтов. В нашей стране они не применялись, так как ПУБЭЛ требовал наличия контрольного шкива, который в этой конструкции отсутствовал. В настоящее время положение меняется в связи с развитием рыночной экономики и расширением сферы использования лифтов зарубежных фирм.

Конструкция ограничителя отличается простотой, удобством доступа ко всем его частям и надежностью работы. Ее основу составляет шкив, свободно вращающийся на оси, закрепленной в опорной раме. На задней стороне шкива имеется четырехгранник со скругленными вершинами, по поверхности которого катится тяжелый ролик с резиновым ободом.

Устройство и принцип действия ограничителя наглядно демонстрируется его расчетной схемой (рис. 3.46). На расчетной схеме приняты следующие обозначения: Р_р, Р_и - сила тяжести и сила инерции ролика, направление которой определяется фазой колебания ролика; Р_п - сила сжатия пружины; _у, _п, _р - постоянные расстояния от оси рычага; _т - плечо силы тяжести ролика от оси вращения рычага; r₁, r₂ - максимальное и минимальное значения радиуса положения ролика на поверхности четырехгранника; _н, _п - длина пружины в состоянии начального сжатия и упругое ее сжатие, соответствующее моменту сцепления зуба рычага с упором шкива; S_p, V_р, a_р - графики перемещения, скорости и ускорения ролика при кинематических колебаниях, t - текущее значение времени колебательного процесса.

На рис. 3.46 не показан концевой выключатель и кронштейн для проверки сил сцепления. Все остальные элементы в полной мере отражают особенности конструкции ограничителя скорости. Ее основу составляет шкив 2, свободно вращающийся на оси, закрепленной в опорной раме 11. На задней стороне шкива имеется четырехгранник 3 со скругленными вершинами, по поверхности которого катится тяжелый ролик 5 с резиновым ободом. Ролик установлен на конце равноплечего качающегося рычага 6, противоположный конец которого выполнен в форме зуба 7.

На торцевой части четырехгранного кулачка 3 имеются упоры 4 клиновидной формы, расположенные в одной плоскости с внутренним квадратом.

Рис. 3.46. Расчетно-конструктивная схема ограничителя скорости